[发明专利]激光末制导炮弹研制用的半实物仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光末制导炮弹的研制，特别公开了一种用于研制激光末制导炮弹的室内外结合的半实物仿真系统。

背景技术

半实物仿真是指在仿真实验系统的仿真回路中接入所研究系统的部分实物的仿真。“半实物仿真”这一称谓是国内仿真界对这一类系统仿真方法和相应的仿真系统的一种通俗而习惯的称呼，其准确的含义是指“仿真回路中含有硬件(Hardware In the Loop Simulation，HIL S)”。

制导武器的研制和发展加快了常规武器制导化的进程，但制导武器由于弹体上普遍装有导引头、自动驾驶仪、舵机等制导精密部件，价格较普通常规武器相比要昂贵许多，如一发“红土地”末制导炮弹的价格约25万元人民币，而一发152mm制式榴弹的价格只有几千元。因此，如果在制导武器系统研制过程中仍然采用以实弹射击方式进行飞行试验，势必会带来高昂的试验经费。采用半实物仿真试验，能使大量制导部件工作在较为真实的环境中，从而对其性能进行评估以改进其质量，这能复现飞行故障、节省研制成本、缩短研制周期，达到事半功倍的作用。

半实物仿真和数学仿真都是制导系统研制工作的强有力的手段，具有提高制导系统研制质量、缩短研制周期和节省研制费用的优点。但同其它类型的仿真方法相比，半实物仿真具有实现更高真实度的可能性，是仿真技术中置信水平最高的一种仿真方法。半实物仿真具有以下特点：

其一，可以避免难以准确建模的困难，具言之，有的制导系统很难建立准确的数学模型，例如在激光半主动制导控制系统中，准确地建立从目标运动至导引头的输出这部分的数学模型非常困难，通过在半实物仿真中以实物直接参与这部分，则完全可以避免该困难；

其二，可以进一步校准系统的数学模型；

其三，可以更直接、有效地检验制导系统中各设备的功能与性能。

上述半实物仿真的独特作用是数学仿真难以相比的，是提高制导系统设计的可靠性和研制质量的必要手段。

在导弹、运载火箭、航天器等制导武器的研制、试验中大量采用了半实物仿真技术，其核心就是通过制导控制系统的半实物仿真手段，为制导控制部件模拟制导武器所处的物理和空间环境，考核制导控制部件和系统的性能和制导精度，为武器系统的性能评估奠定基础。

目前，几乎都采用室内仿真系统来完成制导控制系统的大部分功能测试与仿真。然而，随着战场环境的复杂性越来越高，越来越希望导弹能够在复杂背景环境下正常使用，因此对开放环境的室内外(火箭撬)结合的半实物仿真系统提出了需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种室内外结合的半实物仿真系统，以满足模拟仿真日益复杂的作战环境之需。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可用于研制激光末制导炮弹的半实物仿真系统，其包括：火箭橇试验平台，用于发射装载有靶标的火箭橇，并实时测量所述火箭橇的速度和位置信息；目标模拟装置，其利用激光照射所述靶标，以使得所述激光末制导炮弹的导引头能够通过接收来自所述靶标的激光进行目标跟踪；姿态模拟装置，其包括能够装载所述导引头的三轴转台，用于模拟弹体的姿态运动；以及仿真平台，用于接收从所述火箭橇试验平台发送来的火箭橇的速度和位置信息，采集由所述导引头生成的信号，并根据预定的仿真数学模型对所述火箭橇的速度和位置信息以及所述导引头生成的信号进行分析处理，以得到与弹体姿态变化及弹目相对运动有关的信息并相应控制所述三轴转台的转动。其中，所述火箭橇试验平台位于室外，所述仿真平台可优选位于室内，并且所述火箭橇试验平台与所述仿真平台这两者之间通过电台进行数据传输并实现时间同步。

通过利用位于室外的火箭橇试验平台模拟复杂的实际作战环境，根据本发明的室内外结合的半实物仿真系统不仅有效提高了仿真精确度，而且还大大降低了对导引头等制导控制部件的数学建模难度。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

图1是示出根据本发明典型实施例的采用火箭橇外场设备进行导引头测试的半实物仿真系统的架构示意图；

图2是示出根据本发明典型实施例的半实物仿真系统中仿真平台的计算机控制桌面ControlDesk主窗口的示意图；

图3是示出根据本发明典型实施例的半实物仿真系统中的各组成部分之间的通讯连接关系图；